第07章网络互连祥解.ppt

第7章 网络互连 7.1 网络互联的概述 7.2 因特网的网际协议IP 7.3 划分子网和构造超网 7.4 因特网控制报文协议ICMP 7.5 因特网的路由选择协议 7.6 因特网中的多播 7.7 虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT 7.8 下一代的网际协议IPv6 (IPng) 第7章 网络互连 本章最重要的概念是： IP地址与物理地址的关系。 分类的IP地址(包括子网掩码)和无分类域间路由选择CIDR。 路由选择协议的工作原理。 7.1 路由器在网际互连中的作用 路由器的作用和组成 直接交付 间接交付 路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。 整个的路由器结构可划分为两大部分：路由选择部分和分组转发部分。 路由选择部分也叫做控制部分，其核心构件是路由选择处理机。 分组转发部分由三部分组成：交换构件、一组输入端口和一组输出端口。下面分别讨论每一部分的组成。 在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别，而是笼统地使用路由表这一名词。 因特网的网际协议IP 将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统)，ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种不同的中继系统。 物理层中继系统，即转发器(repeater)。 数据链路层中继系统，即网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统，即路由器(router)。 网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)。 在网络层以上的中继系统称为网关(gateway)，也有人称之为网间连接器、信关或联网机。 因特网在IP层采用了标准化协议。图7-5(a)表示有许多计算机网络通过一些路由器进行互连。由于参加互连的计算机网络都使用相同的网际协议IP (Internet Protocol)，因此可以将互连以后的计算机网络看成一个虚拟互联网络(internet)。 利用IP协议在网络层对异构网络进行了统一。 7.2 因特网的网际协议IP IP协议配套使用的有下述四个协议。 地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 因特网控制报文协议ICMP (Internet Control Message Protocol) 因特网组管理协议IGMP (Internet Group Management Protocol) 分类IP地址 TCP/IP中，IP地址是一个重要概念，RFC791 IP地址及其表示方法 IP地址编址方法经过以下3个阶段： 分类的IP地址 1981年 子网的划分 1985年 超网 1993年 分类的IP编址方法： IP地址 ::= { 网络号, 主机号} 采用分类IP的缘由： 路由器转发分组的步骤是： （1）先按所要找的IP地址中的网络号net-id把目的网络找到。 （2）当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id将数据报直接交付给目的主机。 从IP地址的结构来看，IP地址并不只是一个主机的号，而是指出了连接到某个网络上的某个主机。 在主机或路由器中存放的IP地址都是32 bit的二进制代码。为了提高可读性，在写出给人看的IP地址时，往往每隔8 bit插入一个空格。但这样还是不方便。于是我们常常将32 bit的IP地址中的每8 bit用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。这就叫做点分十进制记法(dotted decimal notation)。 A类地址的net-id字段占一个字节，只有7个比特可供使用。 整个A类地址空间共有231 (2147483648)个地址。 B类地址的net-id字段有2字节，但前面两个比特(1 0)已经固定了，只剩下14个比特可以变化。 C类地址有3个字节的net-id字段，最前面的3个比特是(1 1 0)，还有21个比特可以变化，因此C类地址的网络总数是2097152 (221)(这里也不需要减2)。每一个C类地址的最大主机数是254，即(28 – 2)。整个C类地址空间共有536870912 (229)个地址。 IP地址具有以下一些重要特点： 每一个IP地址由网络号和主机号两部分组成。 IP地址的这种结构和电话号码(这里指的是固定电话)的等级结构虽然有相似之处，但并不完全一样。 当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)，或多接口主机。 按照因特网的观点，